Les roches ductiles se comportent de manière plastique et se plient en réponse à une contrainte. Même dans la croûte peu profonde où les roches sont froides et relativement fragiles, le pliage peut se produire si la contrainte est lente et régulière et donne à la roche suffisamment de temps pour se plier progressivement. Si la contrainte est appliquée trop rapidement, les roches de la croûte peu profonde se comporteront comme des solides fragiles et se briseront. Plus profondément dans la croûte, où les roches sont plus ductiles, le pliage se produit plus facilement, même lorsque la contrainte et la déformation se produisent rapidement.
Anticlinaux et synclinaux
Les types de plis les plus fondamentaux sont les anticlinaux et les synclinaux. Imaginez un tapis dont les côtés ont été poussés l’un vers l’autre en formant des crêtes et des vallées – les crêtes sont des plis » vers le haut » et les vallées des plis » vers le bas « . En termes de structures géologiques, les plis ascendants sont appelés anticlinaux et les plis descendants sont appelés synclinaux.
Dans les blocs diagrammes comme ceux présentés ci-dessous, le haut du bloc représente la surface horizontale de la terre, la vue cartographique. Les deux autres côtés visibles de la boîte sont des coupes transversales, des tranches verticales à travers la croûte terrestre. Les couches colorées représentent des formations géologiques stratifiées qui étaient à l’origine horizontales, comme des lits sédimentaires ou des coulées de lave. Utilisez les blocs diagrammes pour visualiser les formes tridimensionnelles des structures géologiques. Gardez à l’esprit que l’érosion a décapé les parties supérieures de ces structures de sorte que la vue cartographique en révèle l’intérieur.
Dans la vue cartographique, un anticlinal apparaît comme des lits parallèles du même type de roche qui s’éloignent du centre du pli. Dans un anticlinal, les lits les plus anciens, ceux qui étaient à l’origine sous les autres lits, se trouvent au centre, le long de l’axe du pli. L’axe est une ligne imaginaire qui marque le centre du pli sur la carte.
En vue cartographique, un synclinal apparaît comme un ensemble de lits parallèles qui plongent vers le centre. Dans un synclinal, les lits les plus jeunes, ceux qui étaient à l’origine au-dessus du reste des lits, se trouvent au centre, le long de l’axe du pli.
Les anticlinaux et les synclinaux se forment dans des sections de la croûte qui subissent une compression, des endroits où la croûte est poussée ensemble.
Anticlinaux et synclinaux plongeants
Un anticlinal plongeant ou un synclinal plongeant est un anticlinal dont l’axe est incliné par rapport à l’horizontale de sorte que le pli plonge dans la terre sur toute sa longueur. La direction du plongement est la direction dans laquelle l’axe du pli s’incline vers le bas dans la terre.
En vue cartographique, un anticlinal plongeant dessine un motif en forme de U ou de V qui pointe, ou se ferme, dans la direction du plongement. Une coupe transversale à angle droit par rapport à l’axe d’un anticlinal plongeant a le même aspect qu’un anticlinal.
En vue cartographique, un synclinal plongeant dessine un motif en forme de U ou de V qui s’ouvre dans le sens de la plongée.
Anticlinaux
Figure 1. Schéma d’un anticlinal.
En géologie structurale, un anticlinal est un pli convexe vers le haut dont les lits les plus anciens se trouvent en son cœur. Il ne faut pas confondre ce terme avec celui d’antiforme, qui est un terme purement descriptif pour tout pli convexe vers le haut. Par conséquent, si les relations d’âge entre diverses strates sont inconnues, il convient d’utiliser le terme antiforme.
Sur une carte géologique, les anticlinaux sont généralement reconnus par une séquence de couches rocheuses qui sont progressivement plus anciennes vers le centre du pli parce que le noyau soulevé du pli est préférentiellement érodé à un niveau stratigraphique plus profond par rapport aux flancs topographiquement plus bas. Les strates s’éloignent du centre, ou de la crête, du pli.
Figure 2. Anticlinal avec synclinal visible à l’extrême droite. Notez l’homme debout devant la formation, pour l’échelle.
Si un anticlinal plonge (c’est-à-dire qu’il est incliné par rapport à la surface de la Terre), les strates de surface formeront des V qui pointent dans la direction du plongement. Les anticlinaux sont souvent flanqués de synclinaux, bien que les failles puissent compliquer et obscurcir la relation entre les deux. Les plis se forment souvent au cours de la déformation de la croûte, à la suite du raccourcissement qui accompagne la formation des montagnes orogéniques. Dans de nombreux cas, les anticlinaux sont formés par le mouvement sur des failles non planes à la fois pendant le raccourcissement et l’extension, comme les anticlinaux en rampe et les anticlinaux de retournement.
Terminologie
Tout pli dont la forme est convexe vers le haut est un antiforme. Les antiforme contenant des roches progressivement plus jeunes de leur noyau vers l’extérieur sont des anticlinaux.
Un anticlinal ou un antiforme a une crête, qui est le point le plus élevé d’une strate donnée le long du sommet du pli. Une charnière dans un anticlinal est le lieu de la courbure ou de la flexion maximale dans une strate donnée du pli. Un axe est une ligne imaginaire reliant les charnières des différentes strates dans une coupe transversale bidimensionnelle à travers l’anticlinal. En reliant les charnières ou les points de courbure maximale dans les différentes couches en trois dimensions, on obtient un plan axial ou une surface axiale. Dans un anticlinal symétrique, une trace superficielle du plan axial coïncide avec la crête. Dans le cas d’un anticlinal asymétrique, la trace superficielle du plan axial ou de l’axe sera décalée de la crête vers le flanc le plus abrupt du pli. Un anticlinal renversé est un anticlinal asymétrique dont le flanc ou le membre a été incliné au-delà de la perpendiculaire de sorte que les lits de ce membre sont à l’envers.
Une structure qui plonge dans toutes les directions pour former une structure circulaire ou allongée est un dôme. Les dômes sont généralement formés à partir d’un seul événement de déformation principal, ou par diapirisme à partir d’intrusions magmatiques sous-jacentes ou de mouvements de matériaux mobiles vers le haut et mécaniquement ductiles tels que le sel gemme (dôme de sel) et le schiste (diapir de schiste). La structure Richat du Sahara est considérée comme un dôme qui a été mis à nu par l’érosion.
Un anticlinal qui plonge aux deux extrémités est appelé anticlinal doublement plongeant, et peut être formé à partir de déformations multiples, ou de la superposition de deux ensembles de plis, ou être lié à la géométrie de la faille de détachement sous-jacente et à la quantité variable de déplacement le long de la surface de cette faille de détachement. Le point le plus élevé d’un anticlinal doublement plongeant (ou de toute structure géologique d’ailleurs) est appelé » culmination « .
Un dôme allongé qui s’est développé au fur et à mesure du dépôt des sédiments est appelé périclinal.
Un anticlinorium est une série de plis anticlinaux sur un anticlinal d’échelle régionale. On peut citer comme exemples l’anticlinorium Purcell du Jurassique supérieur au Crétacé inférieur en Colombie-Britannique et l’anticlinorium Blue Ridge du nord de la Virginie et du Maryland dans les Appalaches, ou encore la vallée de Nittany dans le centre de la Pennsylvanie.
Economic significance
Figure 3. Piège structurel : pli anticlinal
Les anticlinaux, les culminations et les dômes structurels doublement plongeants ou faillés sont des endroits privilégiés pour le forage du pétrole et du gaz naturel ; la faible densité du pétrole le fait migrer par flottaison vers les parties les plus hautes du pli, jusqu’à ce qu’il soit arrêté par une barrière peu perméable telle qu’une strate imperméable ou une zone de faille. Parmi les exemples de barrières à faible perméabilité qui contiennent les hydrocarbures, le pétrole et le gaz, dans le sol, on trouve le schiste, le calcaire, le grès et même les dômes de sel. Le type réel de strate n’a pas d’importance tant qu’il a une faible perméabilité.
Les pliures sont des points focaux importants pour la mise en commun de saumures de formation chaudes et chargées en métaux, qui peuvent former des gisements de minerai de manganèse, des gisements de plomb-zinc de type irlandais et des gisements d’uranium, entre autres.
Les culminations dans les strates plissées qui sont coupées par des cisaillements et des failles sont des lieux privilégiés pour le dépôt de gisements d’or filonien de type selle et ruisseau.
Synclinaux
Le synclinal de Sideling Hill tel qu’exposé dans la coupe de la route Interstate 68 à l’ouest de Hancock, Maryland, USA
En géologie structurale, un synclinal est un pli dont les couches plus jeunes sont plus proches du centre de la structure. Un synclinorium (pluriel synclinoriums ou synclinoria) est un grand synclinal avec des plis plus petits superposés. Les synclinaux sont généralement un pli descendant, appelé synclinal synformal (c’est-à-dire un creux) ; mais on peut trouver des synclinaux qui pointent vers le haut, ou perchés, lorsque les strates ont été renversées et pliées (un synclinal antiformal).
Caractéristiques
Sur une carte géologique, on reconnaît les synclinaux par une séquence de couches rocheuses qui deviennent progressivement plus jeunes, suivie de la couche la plus jeune au centre du pli ou à la charnière, et par une séquence inverse des mêmes couches rocheuses du côté opposé de la charnière. Si le motif du pli est circulaire ou circulaire allongé, la structure est un bassin. Les plis se forment généralement au cours de la déformation de la croûte terrestre à la suite de la compression qui accompagne la formation de montagnes orogéniques.
Exemples notables
- Bassin de la rivière Powder, Wyoming, États-Unis.
- Coupe routière de Sideling Hill le long de l’Interstate 68 dans l’ouest du Maryland, États-Unis, où la formation Rockwell et le grès Purslane sus-jacent sont exposés.
- L’ouest du lac Supérieur, qui occupe un bassin créé par le système de rift du Midcontinent
- Saou, une commune du département de la Drôme dans le sud-est de la France
- Les Catlins, une région située dans le coin sud-est de l’île du Sud de la Nouvelle-Zélande
Bassins et dômes
Un bassin est une dépression en forme de cuvette dans les strates (couches de roche). Un bassin est similaire à un synclinal, mais au lieu d’un axe, il a un seul point au centre. Les strates sont toutes inclinées vers le point central et la roche la plus jeune se trouve au centre. En vue cartographique, les strates forment des cercles concentriques – un motif en œil de bœuf – autour du point central.
Un dôme est un renflement des strates. Un dôme est similaire à un anticlinal, mais au lieu d’un axe, il a un seul point au centre. Les strates plongent toutes en s’éloignant du point central et la roche la plus ancienne se trouve au centre. En vue cartographique, les strates forment des cercles concentriques – un motif en œil de bœuf – autour du point central.
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